JP6968215B2 - 回転電機 - Google Patents
回転電機 Download PDFInfo
- Publication number
- JP6968215B2 JP6968215B2 JP2020029997A JP2020029997A JP6968215B2 JP 6968215 B2 JP6968215 B2 JP 6968215B2 JP 2020029997 A JP2020029997 A JP 2020029997A JP 2020029997 A JP2020029997 A JP 2020029997A JP 6968215 B2 JP6968215 B2 JP 6968215B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- phase
- bending
- hypotenuse
- stator core
- circumferential
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K3/00—Details of windings
- H02K3/04—Windings characterised by the conductor shape, form or construction, e.g. with bar conductors
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K1/00—Details of the magnetic circuit
- H02K1/06—Details of the magnetic circuit characterised by the shape, form or construction
- H02K1/12—Stationary parts of the magnetic circuit
- H02K1/16—Stator cores with slots for windings
- H02K1/165—Shape, form or location of the slots
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K3/00—Details of windings
- H02K3/04—Windings characterised by the conductor shape, form or construction, e.g. with bar conductors
- H02K3/28—Layout of windings or of connections between windings
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K3/00—Details of windings
- H02K3/32—Windings characterised by the shape, form or construction of the insulation
- H02K3/34—Windings characterised by the shape, form or construction of the insulation between conductors or between conductor and core, e.g. slot insulation
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K3/00—Details of windings
- H02K3/32—Windings characterised by the shape, form or construction of the insulation
- H02K3/38—Windings characterised by the shape, form or construction of the insulation around winding heads, equalising connectors, or connections thereto
Description
また、回転電機は、車両の振動にも耐える必要があり、特に電機子鉄心である固定子鉄心から外部に出たコイルエンドの強度が求められる。
特許文献1に記載の回転電機においては、コイルエンド部の絶縁被膜をスロット部よりも厚くする構造が示されており、特許文献2に記載の回転電機においては、コイルエンド部のセグメントコイル斜辺部に付加絶縁層が形成された構造が示されている。
特許文献2記載の回転電機においては、コイルエンド部のセグメントコイル斜辺部に付加絶縁層が形成された構造であるが、コイルエンド部それぞれに付加絶縁層を形成する必要があり、生産性に課題があった。
同相の相隣る前記第1の周方向曲げ部の相互間及び同相の相隣る前記第2の周方向曲げ部の相互間、並びに異相の相隣る前記第1の周方向曲げ部の相互間及び異相の相隣る前記第2の周方向曲げ部の相互間、のいずれにも前記固定子鉄心のティースの固定子鉄心軸方向端面に曲げ始点基準端板が設けられており、
前記異相の相隣る前記第1の周方向曲げ部の相互間の前記曲げ始点基準端板の、前記固定子鉄心の軸方向の厚さが、前記同相の相隣る前記第1の周方向曲げ部の相互間の前記曲げ始点基準端板の、前記固定子鉄心の軸方向の厚さより厚く、
前記異相の相隣る前記第2の周方向曲げ部の相互間の前記曲げ始点基準端板の、前記固定子鉄心の軸方向の厚さが、前記同相の相隣る前記第2の周方向曲げ部の相互間の前記曲げ始点基準端板の、前記固定子鉄心の軸方向の厚さより厚く、
前記曲げ始点基準端板の前記固定子鉄心と反対側の端部を起点に曲げられた同相の前記第1の斜辺部および前記第2の斜辺部の各々の同相同士の斜辺部間距離より、前記曲げ始点基準端板の前記固定子鉄心と反対側の端部を起点に曲げられた異相の前記斜辺部間距離が長く形成されているものである。
図1において、回転電機11は、有底円筒状のハウジング1と、ハウジング1の開口を塞口するブラケット2と、ハウジング1に焼き嵌めもしくは圧入などの固定手段によって固定された固定子3と、ハウジング1の底部およびブラケット2にベアリング4を介して回転可能に支持された回転軸5と、回転軸5に固着されて固定子3の内周側に回転可能に配設された回転子6とを備えている。
ここで、説明の便宜上、図3に例示のように、極数を8極、固定子鉄心のスロット数を48個、固定子巻線10を、図4に例示の1個の電力変換装置11invの場合のU1相、U2相、V1相、V2相、W1相、W2相の三相巻線とした回転電機11、すなわち、スロットが、毎極毎相当たり2個の割合で固定子鉄心9に形成されている回転電機11を事例として、以下説明する。なお、以下の説明において、便宜上、U1相とU2相とW1相の相対関係を代表例として図示および説明をする。また、U1相とU2相とは同じU相であることから同相、U1相およびU2相とW1相とは異なる相であることから異相、として説明する。
固定子鉄心9は、図5の模式図に示すように、径方向内側に向かって延出する複数個のティース91と、ティース91によって周方向に所定間隔毎に配設されたスロット92を有している。
たとえばコイル端末26から電流が給電された場合は第1のスロット内収容部1211、第2のスロット内収容部1212、およびコイルエンドターン部122を介して電流が流れ、コイル端末25から隣接する別の亀甲型セグメントコイル12に接続される。このようにこの分布巻きの亀甲型セグメントコイル12に電流を流すことで、磁界を発生させることができる。
コイル端末25およびコイル端末26は、亀甲型セグメントコイル12どうしを接合する場合に使用され、もしくは電圧を供給する給電部として図4の電力変換装置11invに接続される。
その結果として、図7Bに例示のように、同相であるU1相およびU2相の各第1の斜辺部1222の斜辺部間距離S1U1U2より、異相であるU2相およびW1相の各第1の斜辺部1222の斜辺部間距離S1U2W1の方が長く形成されることになる。同様に、同相であるU1相およびU2相の各第2の斜辺部1224の斜辺部間距離S2U1U2より、異相であるU2相およびW1相の各第2の斜辺部1224の斜辺部間距離S2U2W1の方が長く形成されることになる。
また、異相間の巻線間距離により決まっていた巻線(コイル素線)の絶縁被膜の厚さを薄くできる。
巻線(コイル素線)の絶縁被膜の厚さを薄くできると、固定子鉄心9のスロット92においてコイル素線の占有率を高くでき回転電機の性能向上を期待できる効果がある。
さらに、巻線(コイル素線)の絶縁被膜が薄いと巻線(コイル素線)の亀甲型セグメントコイルへの曲げ加工時に絶縁被膜にクラックが入りにくく、曲げRを小さくすることができる。曲げRを小さくすることができるのでコイルエンド部を小型化することができる効果がある。
本実施の形態1では、前記のとおり、第1の周方向曲げ部1221の起点である曲げR開始点(第1の周方向曲げ部始点1221S)の位置のみを変えるだけで、その他の曲げR寸法、曲げ速度、曲げ力などの条件を同一で管理できるため、管理が容易である。
なお、図7Bの事例では、斜辺部の巻線間距離(斜辺部間距離)S1U1U2,S2U1U2については、同相のU1−U2の斜辺部間で図示のように隙間が空いているが、これら隙間は0でもよい。また、各々の巻線(亀甲型セグメントコイル)の斜辺部は相対的に概略平行となっており、平行の場合は前述の効果が最大限に得られるが、多少巻線間距離(斜辺部間距離)が大小して完全な平行でなくても相応の効果が得られる。
実施の形態2について実施の形態1と異なる点のみ説明する。図8Aおよび図8Bは実施の形態2のコイルエンドターン部における構造を示す。
図8Aおよび図8Bにおいて固定子鉄心9のスロット92に収容される第1のスロット内収容部1211は、軸方向に突出したコイルエンドターン部122により、第1の周方向曲げ部1221、第1の斜辺部1222、径方向シフト部1223、第2の斜辺部1224、第2の周方向曲げ部1225を介して6スロットピッチ離れた別のスロット92の第2のスロット内収容部1212と連続的に接続されている。コイルエンドターン部122により接続される第1のスロット内収容部1211と第2のスロット内収容部1212とは、周方向に離間しかつ、径方向に異なる別のスロットに収容される。
さらに、巻線(亀甲型セグメントコイル12)の第1のスロット内収容部1211および第2のスロット内収容部1212におけるストレート部の長さが各亀甲型セグメントコイル12で同じとなるため、製造中のハンドリング、位置決めに使うツールを共通化でき、生産性を向上する効果がある。
実施の形態3について実施の形態1と異なる点のみ説明する。図9Aおよび図9Bは本実施の形態3のコイルエンドターン部122における構造を示す。
図9Aおよび図9Bにおいて、固定子鉄心9のスロット92に収容される第1のスロット内収容部1211は、軸方向に突出したコイルエンドターン部122により、第1の周方向曲げ部1221、第1の斜辺部1222、径方向シフト部1223、第2の斜辺部、第2の周方向曲げ部1225を介して6スロットピッチ離れた別のスロット92の第2のスロット内収容部1212と連続的に接続されている。コイルエンドターン部122により接続される第1のスロット内収容部1211および第2のスロット内収容部1212は、周方向に離間しかつ、径方向に異なる別のスロット92に収容される。
本実施の形態3の構造では、曲げ始点基準端板123の端部123Eを起点として第1の周方向曲げ部1221あるいは第2の周方向曲げ部1225の曲げRを形成でき、曲げツールの調整が不要であり、製作しやすい利点がある。
本実施の形態4について実施の形態1と異なる点のみ説明する。図10Aおよび図10Bは本実施の形態4のコイルエンドターン部122における構造を示す。
図10Aおよび図10Bに示すとおり、実施の形態1と同様、同相同士の巻線間距離を小さく、異相間の巻線間距離を大きい構造となっており、コイルエンドターン部122に絶縁ワニス124を含侵させ上記同位相間、及び異相間の巻線間に絶縁ワニス124を滞留させている。なお、巻線(コイル素線)の絶縁被膜は絶縁ワニスで形成されており、絶縁ワニス124には、巻線(コイル素線)の絶縁被膜と同種の絶縁ワニスが使用されている。
異相間の距離の長く隙間の大きい部分と比較して、同相間の巻線間距離の短い隙間の小さいところに絶縁ワニス124が留まり易く、留まったワニスは強度メンバーにもなるため、耐振性に優れた回転電機を提供できる。
本実施の形態5について実施の形態1と異なる点のみ説明する。図11Aは本実施の形態5のコイルエンドターン部122における構造を模式図として示す。
本実施の形態5は、図11Aに例示のように、同相の第2の斜辺部どうしが平行で、第1の斜辺部巻線どうしは非平行の場合を例示してある。
本実施の形態6について実施の形態1と異なる点のみ説明する。図11Bは本実施の形態6のコイルエンドターン部122における構造を模式図として示す。
本実施の形態6は、図11Aに例示のように、同相の第2の斜辺部どうしが平行であり、第1の斜辺部巻線どうしも平行の場合を例示してある。
実施の形態5を例示する図11Aの事例より、実施の形態6を例示する図11Bの事例の方がより効果的であるが、実施の形態5を例示する図11Aの事例も、未対策な構造よりは効果がある。
特徴1:スロットが周方向に複数配列された円環状の固定子鉄心、および上記固定子鉄心に装着された導体で構成される固定子巻線を備える固定子を有し、上記固定子巻線のスロット内収容部は、固定子鉄心内のスロットにおいて整列され、スロット内収容部どうしを接続するコイルエンドターン部を有し、前記コイルエンドターン部は、周方向曲げ部、斜辺部と径方向シフト部から成る連続線により構成され、前記ターン部は周方向に複数配置され、前記コイルエンドターン部の傾斜部において、同相同士の巻線間距離が異相間の巻線間距離より短くした構造であり、次の効果の1つ以上の効果を得ることができる。
・効果1:異相間の斜辺部の距離を広げることができ、絶縁紙が不要である。
・効果2:巻線の被膜厚さを薄くすることができ、曲げRの大きさを小さくできる。
・効果3:径方向シフト部を構成する曲げRを小さくすることができ、コイルエンド部を小径化できる。
・効果4:巻線の絶縁被膜厚さを薄くすることができ、固定子鉄心内のスロットにおいて、コイルの占積率を高くできる。
特徴3:特徴1において、コイルエンドターン部の周方向曲げ部の(曲げ開始位置を変えず)曲げRを変えることで巻線間距離を変える構造であるので、スロット部におけるストレート部の長さが同じになるため、製造中のハンドリング、位置決めに使うツールを共通化でき、生産性を向上する効果がある。
特徴4:特徴1において、上記固定子鉄心の端部に端板を設け、端板の厚さをスロット毎に変え、端板端部を起点に巻線を周方向に曲げることで巻線間距離を変える構造であるので、端板の端部起点で曲げRを形成でき、治具の調整が不要で製作しやすい。
特徴5:コイルエンドターン部の傾斜部において、同相同士の巻線間距離、及び異相間の巻線間距離をそれぞれ等間隔として、周方向曲げ部から径方向シフト部まで巻線間距離を概略同じとした構造であるので、絶縁距離を均等にすることで、回転電機を小型化できる。(絶縁距離に大小がある場合は結局絶縁距離の小さい部分でモータ性能が決まってしまうので、絶縁距離の大きい部分は無駄なスペースとなる。)
特徴6:前記コイルエンドターン部にワニスを含侵させ上記同位相間、及び異相間の巻線間にワニスを滞留させた構造であるので、異相間の距離の長く隙間の大きい部分と比較して、同相間の巻線間距離の短い隙間の小さいところにワニスが留まり易く、留まったワニスは強度メンバーにもなるため、耐振性に優れた回転電機を提供できる。
なお、本願は、様々な例示的な実施の形態及び実施例が記載されているが、1つ、または複数の実施の形態に記載された様々な特徴、態様、および機能は特定の実施の形態の適用に限られるのではなく、単独で、または様々な組み合わせで実施の形態に適用可能である。
従って、例示されていない無数の変形例が、本願に開示される技術の範囲内において想定される。例えば、少なくとも1つの構成要素を変形する場合、追加する場合または省略する場合、さらには、少なくとも1つの構成要素を抽出し、他の実施の形態の構成要素と組み合わせる場合が含まれるものとする。
なお、各実施の形態を適宜、組み合わせ、変形、省略することができる。
Claims (5)
- 複数個のスロットの異なるスロットに三相の亀甲型セグメントコイルを有する固定子鉄心を備え、各相の前記亀甲型セグメントコイルのコイルエンドターン部にそれぞれ第1の周方向曲げ部と第1の斜辺部と第2の斜辺部と第2の周方向曲げ部とが連続的に設けられた回転電機であって、
同相の相隣る前記第1の周方向曲げ部の相互間及び同相の相隣る前記第2の周方向曲げ部の相互間、並びに異相の相隣る前記第1の周方向曲げ部の相互間及び異相の相隣る前記第2の周方向曲げ部の相互間、のいずれにも前記固定子鉄心のティースの固定子鉄心軸方向端面に曲げ始点基準端板が設けられており、
前記異相の相隣る前記第1の周方向曲げ部の相互間の前記曲げ始点基準端板の、前記固定子鉄心の軸方向の厚さが、前記同相の相隣る前記第1の周方向曲げ部の相互間の前記曲げ始点基準端板の、前記固定子鉄心の軸方向の厚さより厚く、
前記異相の相隣る前記第2の周方向曲げ部の相互間の前記曲げ始点基準端板の、前記固定子鉄心の軸方向の厚さが、前記同相の相隣る前記第2の周方向曲げ部の相互間の前記曲げ始点基準端板の、前記固定子鉄心の軸方向の厚さより厚く、
前記曲げ始点基準端板の前記固定子鉄心と反対側の端部を起点に曲げられた同相の前記第1の斜辺部および前記第2の斜辺部の各々の同相同士の斜辺部間距離より、前記曲げ始点基準端板の前記固定子鉄心と反対側の端部を起点に曲げられた異相の前記斜辺部間距離が長く形成されている回転電機。 - 同相の前記第1の斜辺部および前記第2の斜辺部の少なくとも一方の斜辺部の相対的に対向している部分の全長に亘って前記斜辺部間距離が同じであることを特徴とする請求項1に記載の回転電機。
- 異相の前記第1の斜辺部および前記第2の斜辺部の少なくとも一方の斜辺部の相対的に対向している部分の全長に亘って前記斜辺部間距離が同じであることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の回転電機。
- 同相の前記第1の斜辺部および前記第2の斜辺部の斜辺部間にワニスが滞留していることを特徴とする請求項1から3のいずれか1項に記載の回転電機。
- 同相の前記第1の斜辺部および前記第2の斜辺部の斜辺部間および異相の前記第1の斜辺部および前記第2の斜辺部の斜辺部間にワニスが滞留していることを特徴とする請求項1から3のいずれか1項に記載の回転電機。
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2020029997A JP6968215B2 (ja) | 2020-02-26 | 2020-02-26 | 回転電機 |
CN202110183603.XA CN113315288A (zh) | 2020-02-26 | 2021-02-08 | 旋转电机 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2020029997A JP6968215B2 (ja) | 2020-02-26 | 2020-02-26 | 回転電機 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2021136741A JP2021136741A (ja) | 2021-09-13 |
JP6968215B2 true JP6968215B2 (ja) | 2021-11-17 |
Family
ID=77370457
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2020029997A Active JP6968215B2 (ja) | 2020-02-26 | 2020-02-26 | 回転電機 |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP6968215B2 (ja) |
CN (1) | CN113315288A (ja) |
Family Cites Families (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2937584B2 (ja) * | 1991-11-12 | 1999-08-23 | 株式会社東芝 | 回転電機の巻線 |
JP2001069731A (ja) * | 1999-08-31 | 2001-03-16 | Denso Corp | 回転電機の巻線製造方法 |
JP2003143810A (ja) * | 2001-11-02 | 2003-05-16 | Toyota Motor Corp | セグメントコイルモータ |
JP4006637B2 (ja) * | 2002-11-19 | 2007-11-14 | 株式会社デンソー | 回転電機の電機子及びその製造方法 |
JP5583508B2 (ja) * | 2010-07-29 | 2014-09-03 | 日立オートモティブシステムズ株式会社 | 回転電機 |
JP2012080699A (ja) * | 2010-10-04 | 2012-04-19 | Toyota Motor Corp | 回転電機ステータ |
JP5977008B2 (ja) * | 2011-09-28 | 2016-08-24 | トヨタ自動車株式会社 | 回転電機固定子 |
CN105794089B (zh) * | 2013-11-29 | 2018-06-26 | 三菱电机株式会社 | 电力机械的电枢 |
JP2017022822A (ja) * | 2015-07-08 | 2017-01-26 | トヨタ自動車株式会社 | 電動機用ステータ |
JP6642494B2 (ja) * | 2017-03-10 | 2020-02-05 | トヨタ自動車株式会社 | 回転電機のステータの製造装置 |
JP6611985B2 (ja) * | 2017-04-06 | 2019-11-27 | 三菱電機株式会社 | 回転電機 |
-
2020
- 2020-02-26 JP JP2020029997A patent/JP6968215B2/ja active Active
-
2021
- 2021-02-08 CN CN202110183603.XA patent/CN113315288A/zh active Pending
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN113315288A (zh) | 2021-08-27 |
JP2021136741A (ja) | 2021-09-13 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6072238B2 (ja) | 回転電機の製造方法 | |
JP3752431B2 (ja) | 回転電機及びその製造方法 | |
JP4396761B2 (ja) | 回転電機の固定子および回転電機 | |
JP5070248B2 (ja) | 回転電機とその製造方法 | |
JP4440275B2 (ja) | 三相回転電機 | |
JP5083329B2 (ja) | ステータ及びこれを用いた回転電機 | |
JP5314908B2 (ja) | 回転電機の固定子および回転電機 | |
JP4582230B2 (ja) | 回転電機の固定子および回転電機 | |
JP4623129B2 (ja) | 回転電機の固定子及び回転電機 | |
US8203247B2 (en) | Stator for electric rotating machine | |
US20090134737A1 (en) | Stator of electric rotating machine and electric rotating machine | |
JP2011142798A (ja) | 回転電機の固定子 | |
WO2014034712A1 (ja) | 回転電機 | |
WO2020174817A1 (ja) | 回転電機のステータ、回転電機、回転電機のステータの製造方法、および、回転電機の製造方法 | |
JP6598736B2 (ja) | 回転電機の固定子 | |
JP2012095488A (ja) | 回転電機用ロータ、およびこれを用いた回転電機 | |
JP5072502B2 (ja) | 回転電動機 | |
JP4535147B2 (ja) | 回転電機の固定子及び回転電機 | |
JP2009118636A (ja) | 回転電機および回転電機の製造方法 | |
JP7254140B1 (ja) | 回転電機 | |
JP6968215B2 (ja) | 回転電機 | |
JP5057144B2 (ja) | 回転電機の固定子 | |
JP7058698B2 (ja) | 回転電機 | |
JP2013094030A (ja) | 電機子コイル及び同期回転機 | |
WO2021256178A1 (ja) | 成形コイル、ステータ及び回転電機 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20200226 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20210420 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20210519 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20210928 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20211026 |
|
R151 | Written notification of patent or utility model registration |
Ref document number: 6968215 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151 |